ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ!

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ! 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 1!

1.Ποιά είναι τα διάφορα είδη RNA 2.Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής 3.Μεταγραφική ωρίµανση RNA 4.Ποιά είναι η ενζυµολογία της µεταγραφής 5.Πως ρυθµίζεται η µεταγραφή 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 2!

Τι είναι µεταγραφή του γενετικού υλικού; Μεταγραφή είναι το πρώτο βήµα στην ΕΚΦΡΑΣΗ της γενετικής πληροφορίας και η µετατροπή µιας αλυσίδα δίκλωνου DNA σε µονόκλωνο RNA. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 3!

Γενικά χαρακτηριστικά της µεταγραφής Σύνθεση µιας νέας αλυσίδας (RNA) συµπληρωµατικής προς την αρχική (DNA) Κατά τη µεταγραφή αντιγράφεται επιλεκτικά ένα πολύ µικρό τµήµα του DNA παράγοντας από 1 έως χιλιάδες αντίγραφα RNA Η επιλεκτική αντιγραφή προϋποθέτει την ακριβή µεταγραφή ενός τµήµατος γονιδίου µε αρχή και τέλος Η ασυνεχής πληροφορία που πιθανόν να παράγεται και να τροποποιείται=ωριµάζει Διαφορική έκφραση: τοπικά και χρονικά = ρύθµιση (regulation of gene expression) Σηµαντική πιστότητα (10-4 ) αλλά µικρότερη της αντιγραφής (10-7 ) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 4!

Γενικά για τη µεταγραφή Η πιστότητα της µεταγραφής εξαρτάται από: Την ακριβή αντιγραφή µιας αλληλουχίας DNA βάσει της αρχής της συµπληρωµατικότητας Την αναγνώριση των ειδικών σηµείων έναρξης και λήξης Σωστή λειτουργία των ενζύµων που παράγουν RNA από DNA. Μεταγραφική µονάδα (transcription unit) ορίζεται: η περιοχή που µεταγράφεται (σηµεία έναρξης και λήξης) και µπορεί να περιλαµβάνει περισσότερα του ενός γονίδια. Υποκινητές (promoters) είναι: οι αλληλουχίες του DNA που προσδένεται η RNA πολυµεράση και αρχίζει η µεταγραφή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 5!

Μια µεταγραφική µονάδα µεταγράφεται σε ένα ενιαίο RNA. Ένας τυπικός υποκινητής αποτελείται από τρία στοιχεία: τις πρότυπες αλληλουχίες στις θέσεις -35 και -10 και το σηµείο έναρξης. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 6!

Γενικά χαρακτηριστικά της µεταγραφής Τα πρόδροµα µόρια για τη σύνθεση RNA είναι 5 -τριφωσφορικά ριβονουκλεοτίδια (ATP, GTP, CTP, UTP), οπότε το 5 -ακρο του RNA έχει ένα τριφωσφορικό και το 3 -ακρο ένα -ΟΗ Ο πολυµερισµός είναι η αποµάκρυνση ενός µορίου Η 2 Ο από την ένωση της 3 -ΟΗ και της 5 -τριφωσφορικής οµάδας του νεοεισερχόµενου νουκλεοτιδίου 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 7!

Γενικά χαρακτηριστικά της µεταγραφής Το RNA συντίθεται µε κατεύθυνση 5 >3 άρα προσθήκη στο 3 -ΟΗ (όµοια µε τη σύνθεση DNA στην αντιγραφή) Οι RNA πολυµεράσες δεν χρειάζονται πρωταρχικό τµήµα (σε αντίθεση µε τις DNA πολυµεράσες) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 8!

1. Ποιά είναι τα διάφορα είδη RNA που παράγονται κατά τη µεταγραφή Τα διάφορα είδη RNA είναι: mrna (προ- και ευκαρυωτικό) ριβοσωµικό RNA (rrna) (προ- και ευκαρυωτικό) µεταφορικό RNA (trna) (προ- και ευκαρυωτικό) Μικρά κυτταροπλασµατικά RNAs (scrnas) Μικρά πυρηνικά RNAs (snrnas) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 9!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής 1 ο στάδιο: Αναγνώριση του υποκινητή από την RNA πολυµεράσης και πρόσδεση σε αυτόν 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 10!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής 2 ο στάδιο: Έναρξη της µεταγραφής Αλληλουχία υποκινητών (προκαι ευκαρυωτικά) Παράγοντες έναρξης (προ- και ευκαρυωτικά) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 11!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής 3 ο στάδιο: Επιµήκυνση της αλυσίδας 4 ο στάδιο: Λήξη της µεταγραφής και αποµάκρυνση της αλυσίδας RNA. Αλληλουχίες λήξης (προ- και ευκαρυωτικά και Παράγοντες λήξης (προ- και ευκαρυωτικά) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 12!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Η RNA πολυµεράση των βακτηρίων αποτελείται από τέσσερεις υποµονάδες: οι α, β και β έχουν σχετικά σταθερά µεγέθη σε διάφορα είδη βακτηρίων (core RNA enzyme) η σ ποικίλλει σε µεγαλύτερο βαθµό (παράγοντας έναρξης, initiation factor) Α 2 ββ ως ολοένζυµο 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 13!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά των RNA πολυµερασών Οι υποµονάδες β και β δηµιουργούν επαφές τόσο µε τη µήτρα όσο και µε την κωδική αλυσίδα του DNA, κυρίως στην περιοχή της µεταγραφικής θηλιάς και πιο καθοδικά από αυτή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 14!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά των RNA πολυµερασών Στους προκαρυωτικούς µια RNA πολυµεράση µεταγράφει όλα τα γονίδια ενώ στους ευκαρυωτικούς έχουµε περισσότερες Είδος RNA που συνθέτει0 mrna! trna! Όνομα πολυμεράσης0 RNA pol II! RNA pol III! rrna 5.8s, 18s, 28s! RNA pol I! rrna 5 s! snrna και scrna! RNA pol IIl! RNA pol II (sn) και II+IΙΙa (sc)! Μιτοχονδριακά γονίδια! Mitochondrial b! Γονίδια χλωροπλάστη! Chloroplast b! 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 15!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά των RNA πολυµερασών Το κεντρικό ένζυµο προσδένεται αδιακρίτως σε οποιαδήποτε αλληλουχία DNA. Ο παράγοντας σίγµα µειώνει τη συγγένεια για τις τυχαίες αλληλουχίες και παρέχει εξειδίκευση για τους υποκινητές. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 16!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά των RNA πολυµερασών Ο παράγοντας σίγµα συνδεδεµένος µε το κεντρικό ένζυµο καθορίζει την οµάδα των υποκινητών όπου θα αρχίσει η µεταγραφή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 17!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά του παράγοντα σ Οι παράγοντες σίγµα της E. coli αναγνωρίζουν υποκινητές µε διαφορετικές πρότυπες αλληλουχίες. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 18!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά του παράγοντα σ Εκτός από τον σ70, η E. coli έχει αρκετούς παράγοντες σίγµα που επάγονται σε συγκεκριµένες περιβαλλοντικές συνθήκες. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 19!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά των υποκινητών Το πρώτο βήµα στη µεταγραφή είναι η πρόσδεση της RNA pol στον υποκινητή (θα το δούµε αργότερα) Υποκινητής: -10 (Pribnow box, TATAAT consensus) και -35 bp (TTGACA consensus) από το σηµείο έναρξης της µεταγραφής Νέα upstream elements είναι ισχυροί υποκινητές (-40 ως -60) ειδικά για γονίδια που κωδικοποιούν rrna Υποκινητές (ασθενείς και ισχυρούς) ανάλογα µε τον αριθµό των RNA που παράγονται στην µονάδα του χρόνου. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 20!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά του υποκινητή Η µία όψη του υποκινητή περιέχει τα σηµεία επαφής µε την RNA πολυµεράση. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 21!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Χαρακτηριστικά του υποκινητή Στον υποκινητή η αλληλουχία -35 χρησιµοποιείται για την αρχική αναγνώριση και η αλληλουχία -10 για την αντίδραση τήξης, που µετατρέπει ένα κλειστό σύµπλοκο σε ανοικτό. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 22!

Αναγνώριση και έναρξη της µεταγραφής Δοµική βάση της αλληλεπίδρασης του παράγοντα σ µε τον υποκινητή Τα αµινοξέα στην α- έλικα 2.4 του σ70 δηµιουργούν ειδικές επαφές µε βάσεις στην κωδική περιοχή της αλληλουχίας -10 του υποκινητή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 23!

Έναρξη της µεταγραφής Με τη δηµιουργία του ανοικτού συµπλόκου η RNA pol είναι έτοιµη να αρχίσει να συνθέσει. Η θέση έναρξης προσδένει µόνο πυρίνες (ATP, GTP) και κυρίως ΑΤP, οπότε συνήθως η πρώτη βάση που µεταγράφεται είναι Τ. Τα νουκλεοτίδια συνδέονται µε φωσφοδιεστερικό δεσµό. RNA pol DNA κινούνται η µια σε σχέση µε την άλλη κατά ένα νουκλεοτίδιο. Ανεπιτυχής έναρξη (abortive initiation) συµβαίνει όταν µικρά (<10b) RNA απελευθερώνονται και σταµατά η µεταγραφή. Εργαλείο στη µελέτη της µεταγραφής είναι το αντιβιοτικό ριφαµπικίνη (β-υποµονάδα RNA pol και αναστέλλει την έναρξη αλλά όχι την επιµήκυνση). 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 24!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής H επιµήκυνση της αλυσίδας του RNA επι της ουσίας αρχίζει µετά τις πρώτες 10 βάσεις που είτε θα γίνει ανεπιτυχής έναρξη ή θα προχωρήσει και θα ολοκληρωθεί ο πολυµερισµός της αλυσίδας του RNA δηλαδή πλήρης µεταγραφή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 25!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής H επιµήκυνση της αλυσίδας του RNA Μήτρα: DNA τοπικό αντιστρεπτό ξετύλιγµα που µετατοπίζεται µε το ένζυµο Κατεύθυνση: 5 ->3 Ενζυµα: αρχικά η RNA πολυµεράση που καλύπτει -50 -> +20 (75-80 bp) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 26!

2. Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής H επιµήκυνση της αλυσίδας του RNA Δυναµική της επιµήκυνσης της µεταγραφής: αφού ο παράγοντας σ αποδεσµευτή η RNA pol µεταγράφει χωρίς ειδικότητα. Το µήκος του DNA που δεσµεύεται από την RNA πολυµεράση αλλάζει καθώς προχωρά από την έναρξη (75-80 bp) στην επιµήκυνση (30-40 bp). 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 27!

Επιµήκυνση της µεταγραφής Καθώς η µεταγραφική θηλιά (υβρίδιο 8-9 bp DNA/RNA) προχωρά, το δίκλωνο DNA επανασχηµατίζεται πίσω της, εκτοπίζοντας το RNA στη µορφή µονόκλωνης πολυνουκλεοτιδικής αλυσίδας. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 28!

Επιµήκυνση της µεταγραφής Δυναµική και δοµική βάση της επιµήκυνσης της µεταγραφής Κατά τη µεταγραφή, η θηλιά διατηρείται µέσα στη βακτηριακή RNA πολυµεράση, η οποία αποδιατάσσει και επαναδιατάσσει το DNA συνθέτοντας RNA. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 29!

Επιµήκυνση της µεταγραφής Διαδικασίες επιδιόρθωσης κατά τη µεταγραφή Η RNA pol κατά την επιµήκυνση παίρνει µέρος και σε διαδικασίες επιδιόρθωσης: Πυροφωσφορολυτική επιδιόρθωση: αντικατάσταση λάθους µε PPi και ενσωµάτωση της σωστής βάσης Υδρολυτική επιδιόρθωση: Η RNA pol γυρίζει προς τα πίσω κατά 1-2 nt, τέµνει την αλυσίδα του RNA, αποµακρύνει το λάθος, συνεχίζει. Συµµετέχουν και άλλοι παράγοντες που εξασφαλίζουν την αποτελεσµατικότητα της RNA pol. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 30!

Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής Λήξη της µεταγραφής Οι αλληλουχίες λήξης έχουν τα εξης χαρακτηριστικά: Μια περιοχή δυαδικής συµµετρίας του DNA (αντίστροφα επαναλαµβανόµενη αλληλουχία-inverted repetitions), µια κεντρική περιοχή µη επαναλαµβανόµενη αλληλουχία. Μια περιοχή πλούσια σε G+C που να βρίσκεται µέσα στην περιοχή που δηµιουργείται η φουρκέτα. Μια πλούσια Α+Τ περιοχή που βρίσκεται µετά την περιοχή πλούσια σε G+C. Άλλες αλληλουχίες απαιτούν τον πρωτεϊνικό παράγοντα Rho. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 31!

Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής Λήξη της µεταγραφής 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 32!

Ποιά είναι τα στάδια της µεταγραφής Λήξη της µεταγραφής Οι ενδογενείς αλληλουχίες τερµατισµού περιλαµβάνουν παλινδροµικές περιοχές οι οποίες σχηµατίζουν φουρκέτες (δοµές στελέχους-βρόχου) µε ποικίλο µήκος, από 7-20 bp. Η δοµή στελέχους-βρόχου περιλαµβάνει µια περιοχή πλούσια σε G-C και ακολουθείται από µια σειρά καταλοίπων U. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 33!

3. Μετα-µεταγραφικές τροποποιήσεις των RNAs Γενικά για την ωρίµανση στους ευκαρυωτικούς Τα αρχικά παραγόµενα µόρια RNA δεν είναι πάντα ίδια µε τα λειτουργικά ώριµα RNA. Αρχικό µετάγραφο (primary transcript) τροποποιείται για να δώσει το ώριµο RNA µέσω της διαδικασίας της ωρίµανσης (processing) αµέσως µετά τη µεταγραφή. Τροποποιήσεις: Νουκλεολυτικές αντιδράσεις (αποκοπή προδρόµου µορίου) Προσθήκες νουκλεοτιδίων στα άκρα του RNA (polya 3 - mrna, capping-5 -mrna και προσθήκη CCA στο 3 -άκρο του trna Τροποποιήσεις βάσεων (µεθυλίωση της ριβόζης, ουριδίνη σε ψευδοουριδίνη κλπ). 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 34!

3. Μετα-µεταγραφικές τροποποιήσεις των RNAs Προκαρυωτικά mrna Προκαρυωτικά: δεν υπόκεινται σε ωρίµανση του mrna, έχουµε σύγχρονη µεταγραφή κα µετάφραση και µερικές φορές άµεση αποικοδόµηση: χαρακτηριστικά µεγάλης σηµασίας στη ρύθµιση της γονιδιακής έκφρασης στα προκαρυωτικά. Παρόλαυτα έχουµε πολυαδενυλίωση σε αρκετά βακτηριακά mrna και σχετίζεται µε τη σταθερότητά τους. Τα προκαρυωτικά µυνήµατα είναι συνήθως πολυσιστρονικά (3-8 kb) δηλαδή κωδικοποιούν περισσότερες απο µια πρωτείνες. Στα άκρα τους έχουν σηµεία έναρξης και λήξης και αλληλουχίες που δεν µεταφράζονται (untranslated sequences). Οι αλληλουχίες µεταξύ των σιστρονίων µπορεί να είναι πολύ µεγάλες. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 35!

3. Μετα-µεταγραφικές τροποποιήσεις των RNAs Προκαρυωτικά mrna Ένα βακτηριακό mrna περιλαµβάνει µη µεταφραζόµενες, αλλά και µεταφραζόµενες περιοχές. Κάθε κωδική περιοχή έχει τα δικά της σήµατα έναρξης και τερµατισµού. Ένα τυπικό mrna µπορεί να έχει αρκετές κωδικές περιοχές. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 36!

Προκαρυωτικά mrna Το mrna µεταγράφεται, µεταφράζεται και αποικοδοµείται ταυτόχρονα στα βακτήρια. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 37!

Οι µεταγραφικές µονάδες µπορούν να γίνουν ορατές στα βακτήρια. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 38!

3. Μετα-µεταγραφικές τροποποιήσεις των RNAs Ευκαρυωτικά mrna Το ευκαρυωτικό mrna τροποποιείται µε την προσθήκη µιας καλύπτρας στο 5 άκρο και µιας ουράς πολυ(α) στο 3 άκρο. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 39!

Η έκφραση του mrna σε ζωικά κύτταρα απαιτεί µεταγραφή, τροποποίηση, επεξεργασία, πυρηνο-κυτταροπλασµατική µεταφορά και µετάφραση. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 40!

Το πολυ(α) + RNA µπορεί να διαχωριστεί από τα άλλα RNA µε κλασµάτωση σε στήλη σεφαρόζηςολιγο(dt). 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 41!

Οι τροποποιήσεις των άκρων του mrna το προστατεύουν από την αποικοδόµηση. Εσωτερικές αλληλουχίες µπορεί να ενεργοποιήσουν τα συστήµατα αποικοδόµησης. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 42!

Η αποαδενυλίωση επιτρέπει την αφαίρεση της καλύπτρας, γεγονός που οδηγεί στην εξωνουκλεολυτική διάσπαση του 5 άκρου. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 43!

Σωµάτιο συρραφής = spliceosome 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 44!

trna: Τα αρχικά προϊόντα της µεταγραφής των γονιδίων trna είναι µεγάλα πρόδροµα µόρια (precursor molecules) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 45!

Τα βασικά χαρακτηριστικά που αφορούν την ωρίµανση στους ευκαρυωτικούς οργανισµούς συνοψίζονται παρακάτω: 1. Όλα τα σταθερά µόρια RNA υπόκεινται σε ωρίµανση. 2. Κάποια mrna επίσης ωριµάζουν, αλλά λίγα είναι γνωστά 3. Περισσότερες από 10 νουκλεάσες παίρνουν µέρος στη διαδικασία της ωρίµανσης 4. Πολλά ένζυµα αναγνωρίζουν δοµικά χαρακτηριστικά παρά αλληλουχίες 5. Δηµιουργούνται τροποποιηµένες βάσεις µε τη δράση ειδικών ενζύµων. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 46!

4. Πως ρυθµίζεται η µεταγραφή Ρύθµιση της γονιδιακής έκφρασης στους προκαρυωτικούς Στα βακτήρια γονίδια της ίδιας µεταβολικής οδού οργανώνονται σε συνεργιώµατα (operons) και µεταγράφονται σε ένα πολυσιστρονικό mrna, οπότε η ρύθµιση γίνεται κυρίως στην έναρξη της µεταγραφής. Στα βακτήρια ένα σύστηµα ενεργοποιείται όταν χρειάζεται και αδρανοποιείται όταν δεν χρειάζεται. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 47!

4. Πως ρυθµίζεται η µεταγραφή Ρύθµιση της γονιδιακής έκφρασης στους προκαρυωτικούς Δύο µεγάλες οµάδες γονιδίων-πρωτεϊνών: 1. Δοµικά γονίδια (structural genes) είναι τα γονίδια του οπερονίου που κωδικεύουν ένζυµα και γενικά πρωτεϊνες που συµµετέχουν στη µεταβολική οδό την οποία ελέγχει το κάθε οπερόνιο. 2. Ρυθµιστικά γονίδια (regulatory genes) Κωδικοποιούν πρωτεϊνες που δρούν ως καταστολείς: αρνητικά=καταστολείς (repressors) και δένονται στην ακολουθία του χειριστή (operator) που είναι σε άµεση επαφή µε την ακολουθία του υποκινητή (promoter). Οι καταστολείς αλληλεπιδρούν µε µικρά µόρια που να είναι επαγωγείς (inducers) και µειώνουν την κατασταλτική δράση θετικά=ενεργοποιητές (activators) που προσδένονται στον υποκινητή και αυξάνουν την ικανότητα πρόσδεσης της RNA pol στον υποκινητή. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 48!

4. Πως ρυθµίζεται η µεταγραφή Ρύθµιση της γονιδιακής έκφρασης στους ευκαρυωτικούς H µοριακή βάση της ρύθµισης των γονιδίων στους ευκαρυωτικούς οργανισµούς αποτελεί πεδίο εντατικής έρευνας. Τα συστήµατα ρύθµισης είναι διαφορετικά στους ευκαρυωτικούς που οφείλεται στον διαφορετική τους φυσιολογία. Η ρύθµιση σε επίπεδο µεταγραφής υπάρχουν τουλάχιστον 5 διαφορετικά επίπεδα που µπορούν να λειτουργήσουν οι ρυθµιστικοί µηχανισµοί. 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 49!

4. Πως ρυθµίζεται η µεταγραφή Ρύθµιση της γονιδιακής έκφρασης στους ευκαρυωτικούς Αυτά τα επίπεδα είναι: 1. της µεταγραφής ή µεταγραφικός έλεγχος (transcriptional control) 2. της ωρίµανσης του RNA (processing control) 3. της µεταφοράς του mrna από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασµα (transport control) 4. της µετάφρασης του mrna ή µεταφραστικός έλεγχος (translational control) 5. του µεταµεταφραστικού ελέγχου (posttranslational control) 14/03/2014! Καθηγητής Δρ. Κωνσταντίνος Ε. Βοργιάς! 50!